超滤组合工艺强化去除二级出水污染物的性能研究.pdf

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1、硕士学位论文超滤组合工艺强化去除二级出水污染物的性能研究STUDYONENHANCEDPERFORMANCEOFULTRAFILTRATIONCOMBINEDPROCESSFORREMOVALOFSECONDARYEFFLUENTCONTAMINANTS陈楚晓哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工学硕士学位论文超滤组合工艺强化去除二级出水污染物的性能研究硕士研究生：陈楚晓导师：陈志强教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classi

2、fiedIndex:TU992.3U.D.C:628.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONENHANCEDPERFORMANCEOFULTRAFILTRATIONCOMBINEDPROCESSFORREMOVALOFSECONDARYEFFLUENTCONTAMINANTSCandidate：ChenChuxiaoSupervisor：Prof.ChenzhiqiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineer

3、ingAffiliation：SchoolofEnviromentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要污废水的再生回用具有改善水体污染和缓解水资源短缺的双重作用。污水中存在种类繁多和性质复杂的污染物，但常规深化处理工艺对水中残留污染物去除能力不足。本实验围绕城市污水厂出水的景观水回用，采用混凝、吸附、氧化与超滤膜耦合联用的超滤膜组合方式，实现多种物化过程同步进行，探究三种组合工艺对二级出水中污染物的削减能力，评估各工艺出

4、水生物毒性水平以及膜工艺运行状况。在单纯投加混凝剂的高密度沉淀池-超滤工艺中，混凝剂选用聚合氯化铝（PACL）。通过静态烧杯实验，确定PACL的最佳投加量为40mg/L，最佳回流率为50%。并在该条件下运行高密度沉淀池-超滤工艺，浊度和总磷的去除率分别为99.9%和51.10%，效果显著；对CODCr、TN和氨氮去除率较低，分别为27%、14.69%和14.87%；微量污染物（OMPs）的去除效果为32.05%。采用粉末活性炭（PAC）为预吸附材料。通过PAC静态试验，确定PAC最佳投加浓度为100mg/L，在此投加量下运行PAC/高密度沉淀池-超滤小试装置。组合工艺对水中悬

5、浮颗粒物的去除效果良好，出水浊度稳定保持在0.01NTU以下，浊度的去除率在99.9%以上。PAC组合工艺对CODCr、UV254、TN、氨氮和TP的平均去除率为55.5%、49.5%、10.9%、23.33%和66.3%，对14种OMPs的去除率为86.10%。预氧化采用高铁酸钾为氧化剂。从经济和水质方面考虑，确定Fe（Ⅵ）/高密度沉淀池-超滤工艺的复配条件为20mg/L高铁酸钾和25mg/L的PACL。与单独投加混凝剂的高密度沉淀池-超滤工艺相比，Fe（Ⅵ）/高密度沉淀池-超滤工艺对CODCr、总氮、氨氮和总磷的去除率都有很大提升，CODCr、总氮、氨氮和总磷平均去除效率

6、分别为26.28%、26.28%、40.40%和68.9%，对OMPs平均去除率为45.97%。通过遗传毒性分析，二级出水的遗传毒性为24.3-26.3μg/L，高密度沉淀池-超滤工艺遗传毒性为19.3-21.4μg/L，对遗传毒性并没有明显削减作用；Fe（Ⅵ）/高密度沉淀池-超滤工艺对遗传毒性去除率达到55%，相较于高密度沉淀池-超滤工艺，其对遗传毒性的去除率大幅提升。PAC/高密度沉淀池-超滤组合工艺出水的遗传毒性急剧下降到0.6-1.2μg/L，去除率达到94%，表明PAC对于削减污水的遗传毒性效果显著，对水环境风险大大降低。通过膜污染缓解情况分析，单独超滤膜工艺跨膜压

7、差增长速率2.43kPa/d，而混凝、吸附和氧化预处理工艺的跨膜压差增长速率分别为1.38kPa/d、0.8kPa/d-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文和1.09kPa/d，其中PAC组合工艺的跨膜压差增长速率最低，说明在超滤工艺运行中PAC组合工艺能够显著延长使用时间，减少化学清洗频率。综上所述，PAC/高密度沉淀池-超滤组合工艺处理城市污水处理厂的二级出水后，所有污染物的总体清除率均得到显着改善，在回用水用于景观水处理方面是一种很有前途的选择。关键词：超滤；高密度沉淀池；粉末活性炭；高铁酸钾；二级